开达蒸发器大讲堂第六期：降膜式蒸发器分布器设计技术详解（附设计图）

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降膜式蒸发器是一种高效的蒸发设备，其工作原理是将料液从顶部加入，通过液体分布器均匀分布到加热管内壁，形成薄膜状沿管壁流下。在流下过程中，料液被加热汽化，实现蒸发浓缩。该设备具有传热效率高、能耗低、操作简便等优点，广泛应用于化工、制药、食品等行业中的液体浓缩、分离纯化等过程。

其中降膜式蒸发器分布器是降膜式蒸发器的布料装置,在蒸发过程中起着至关重要的作用，是确保料液均匀分布至加热管的关键部件，分布器上小孔的分布决定着蒸发效果，小孔的大小及其排布的形式,决定着料液在降膜管中的分布情况，过去市面上的很多项目中，分布器制造及安装都出现过不少问题，都不同程度地影响蒸发效果，造成能效损失。

湖北开达结晶作为蒸发器系统核心技术工艺的设计者、指引者和传播者，多年以来专注于蒸发器节能增效工艺技术和产品的研究、应用及推广。为了让更多同行技术人员能够精确掌握的蒸发器分布器的排布原理，开达结晶联合技术总工刘殿宇总工程师，推出本次第六期公益知识讲座，希望促进行业共同进步。

下面结合刘殿宇总工程师的项目经验，仅以RNJM03-3500型三效降膜式蒸发器的一效分布器在奶粉生产中的应用为例，带大家详细了解一下《降膜式蒸发器分布器》技术原理吧。

(1)主要技术参数及工作原理

介质:牛奶 进料质量分数:11.5%

生产能力:3500kg/h 三效出料质量分数:45%

降膜式蒸发器的分布器目前应用效果比较好的是盘式分布器及板盘式分布器。图3-19为盘式分布器。盘式分布器主要由布料板、上分布器及下分布器组成。布料板是块带孔的圆板,它主要的作用是缓冲料液、预先分布料液,可以是平板也可以做成向外凸起型的弧板,这样更有利于布料。

分布器工作原理:当料液进入分布器时,先经过喷淋式的布料板将料液分散成小液滴向上分布器盘面上喷洒上分布器通过分布孔再把料液分配给下分布器;下分布器小孔正冲着降膜管管间,把料液均匀地分配到管板管间的表面上;管板表面的料液再分配给每根降膜管内表面,并形成液膜,在料液自身重力及二次蒸汽流的作用下自上而下地向下流动,并与管外加热介质进行热与质交换。

(2)盘式分布器上小孔的分布

下分布器上小孔的排列分为直线形、正三角形或正六边形排列,如图3-20所示(大圆代表降膜管)。图3-20(a)直线型排列小孔正冲着降膜管管间,呈一字型排列,单从小孔排列看是等腰三角形。小孔这样排布,它对相邻降膜管能够产生最有效的润湿并向周边扩散,对其较远的降膜管也有一定布料作用。分布器上小孔按照这种排布形式,目前应用比较普遍,孔数较少,孔的直径较大,效果也较好。正三角形排列,如图3-20(b)所示。直线型排列实际在分布器上的排布如图3-21所示。小孔呈正三角形排列,在分布器上的排列是以降膜管中心为圆心,在降膜管周边(管心距)呈正三角形排列。从图中可看出这种排列小孔数量要比前者多,小孔孔径要比前者小,一个小孔中的料液实际上是在向三个降膜管供料。图3-21及图3-22及图3-23为实际应用中的布料孔呈直线形、正三角形及正六边形排列的盘式分布器。

这三种排列都能满足需要,采用正六边形排列从小孔的布局看效果也是好的,但是对蒸发量小的不宜采用这种排列,因为小孔孔径会变小,容易堵塞。

(3)盘式分布器与伞板结合型分布器

还有一种分布器为盘式分布器与伞板结合型的分布器。这种分布器在实际中还没有得到广泛应用,这种分布器从结构原理上看也是盘式分布器的一种。只不过该分布器上小孔把料液直接分配到伞板表面上,再由伞板把料液分配给降膜管。与最早应用的伞板型料液分布器不同,其在降膜管上边缘即管板上加工出凸台形止口,伞板也不伸入到降膜管中,而是位于管板上方,料液从企板上流下先流到台阶上,然后再分布到降膜管的周边并形成液膜。这样就消除了企板置于降膜管中由于长时间生产可能造成堵塞的弊端。其优点是在每根降膜管周边以液面的形式(或称之为膜状)向降膜管布料,这种布料迅速均匀,改正了小孔点进料布膜的缺点,其结构如图3-24所示。

这种分布器制造比较复杂,对上管板加工要求较高,上管板止口端部要求有圆角过渡,降膜管端部要有圆角过渡,伞板端部边缘要倒成圆角过渡,不得有毛刺,以防结垢。其优点是吸收了完全盘式分布器的优点,使降膜管中都有料液分布,不会出现布料不均的问题,又克服了内置伞板布料的不足。从图中可看出这种分布器小孔的数量要少于前两种分布器上小孔的数量,即小孔的数量与降膜管的数量相等。小孔孔径按上述公式计算为6.54mm,很明显比前两种分布器上小孔孔径都要大,也就是说分布孔加大了,小孔就更不容易堵塞。缺点是应用时间久了伞板表面可能会结垢。

(4)注意事项

上述介绍了盘式分布器上小孔分布的三种形式及其应用效果。需要说明的是分布器器底制造成型后必须平整,应保证其平面度,其误差应符合QBЛT 1163-2000降膜式蒸发器中有关规定,即器底平面度误差不得大于2/1000(mm)。器底上小孔不得有毛刺,以防结垢堵塞小孔影响料液在降膜管中的正常分配及布膜。降膜式蒸发器安装时降膜管的中心线应与水平面保持垂直状态,管板尤其是上管板应与水平面平行,其误差应符合QB/T1163-2000降膜式蒸发器中的有关规定。降膜管与管板连接处要有圆角过渡,采用第四种盘式分布器时端部止口也要有圆角过渡。现场安装后应再次检查并确认分布器安装是否正确,检查并确认小孔方位是否发生偏离。不管哪种形式的分布器一经出现错位就会影响布膜,也会影响蒸发,因此,应严格按照设计要求进行制造安装并做检查。

盘式分布器是目前应用效果比较好的分布器。分布器是降膜式蒸发器的重要部件,在制造过程中应保证其质量,严格检查符合设计要求后方可出厂。过去因为分布器设计、制造问题影响生产能力的现象比较多见。如分布器上小孔发生错位导致料液分布不均,不能有效布膜就会导致生产能力降低。设备在使用过程中应严格按照操作规程进行,定期进行检查。特别是要按照使用说明书中有关规定按时进行清洗,长时间不清洗分布器小孔也会结垢甚至堵塞,从而影响正常生产。

好了，关于降膜式蒸发器分布器的技术课程我们讲解到这里，各位同行可以试着应用一下，如有疑问欢迎联系我们交流探讨。

下期课程，我们再见，敬请期待哦。

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